Научный руководитель: Ханин Самуил Давидович, Шадрин Евгений Борисович, д. ф-м. н. , д. ф-м. н.

С практической точки зрения для надежной работы лимитера необходимо иметь возможно более узкую петлю температурного гистерезиса отражательной способности материала и значительную ее протяженность по температуре. В тоже время суммарная петля поликристаллической пленки VO₂, слагаемая из элементарных петель, соответствующих отдельным кристаллитам и распределенных по закону Гаусса, имеет большую ширину.

В связи с вышесказанным в работе был опробован вариант синтеза субмикронных слоев VO₂ методом электрохимического оксидирования металлического ванадия, при этом мы использовали, во-первых, ванадиевую фольгу, а, во-вторых, тонкие пленки металлического ванадия, осажденные на проводящую германиевую подложку. В качестве электролита при анодном оксидировании использовалась уксусная кислота с добавлением водного раствора буры.

Поскольку анодные оксидные пленки ванадия рентгеноаморфны, то есть обладают сильно неоднородной микроструктурой, можно было ожидать, что петли гистерезиса будут иметь значительный наклон по отношению к оси температуры. Эксперимент подтвердил это предположение. Однако оказалось, что скачок параметров в исходной анодной пленки VO₂ мал при фазовом переходе (ФП), а петля термического гистерезиса характеризуется сильной ассиметрией температурного хода нагревной и охладительной ветвей, что снижает качество работы лимитера. Кроме того установлено, что хотя ФП в аморфных пленках VO₂ наблюдается, термоциклировании этих пленок вблизи температуры ФП приводит к исчезновению его экспериментальных проявлений.

В работе установлена также меньшая температурная протяженность петель температурного гистерезиса коэффициента отражения по сравнению с петлями температурного гистерезиса электрической проводимости пленок VO₂. Кроме того, обнаружена сильная зависимость формы петель от частоты колебаний синусоидального напряжения, использованного для проведения измерений проводимости.

Показано, что полученные результаты могут быть объяснены на основе модели зонально-оболочечного строения зерен, согласно которой каждое зерно пленки представляет собой ядро VO_2, окруженное оболочкой из окисла V₆O₁₃, который при 340К (температуре ФПМП в диоксиде ванадия) находится в металлическом состоянии, поэтому наиболее дефектным и соответственно определяющими путь токопрохождения в продольном направлении являются межзеренные границы, это приводит к тому, что петли термического гистерезиса проводимости на постоянном токе и при низких частотах регистрации оказываются асимметричными.